最近一個(gè)早晨，科學(xué)老師丹尼爾·湯普森（Daniel Thompson）在亞特蘭大羅恩·克拉克學(xué)院（Ron Clark Academy）的六年級(jí)學(xué)生中巡視，抽查他們的作業(yè)，并引導(dǎo)他們討論當(dāng)天有關(guān)天氣和水的課程。他有一個(gè)幫手：一個(gè)聲控人工智能，可以將應(yīng)用程序和教育視頻調(diào)到大屏幕智能板上。

當(dāng)學(xué)生問(wèn)：“有不需要水的動(dòng)物嗎？”Thompson向人工智能提出了問(wèn)題。幾秒鐘之內(nèi)，一段關(guān)于袋鼠的插圖簡(jiǎn)介就出現(xiàn)在全班同學(xué)面前。

Thompson的聲控助手 Origin 是計(jì)算機(jī)科學(xué)家 Satya Nitta 的創(chuàng)意。后者在 IBM 工作多年后創(chuàng)立了一家名為 Merlyn Mind 的公司，他曾在 IBM 嘗試創(chuàng)建一種可以直接教授學(xué)生的人工智能工具，但失敗了。這個(gè)早期的、命運(yùn)多舛的項(xiàng)目基礎(chǔ)是 IBM Watson，該人工智能曾擊敗了幾位Jeopardy！（美國(guó)智力競(jìng)技節(jié)目）冠軍。

盡管Watson在游戲節(jié)目取得了成功，但它在教育學(xué)生方面卻表現(xiàn)不佳。經(jīng)過(guò)五年時(shí)間和 1 億美元的努力，IBM 團(tuán)隊(duì)在 2017 年承認(rèn)失敗。“我們意識(shí)到技術(shù)還達(dá)不到這個(gè)程度，”Nitta 說(shuō)。“它仍然不在那里。”

自2022年11月OpenAI推出ChatGPT以來(lái)，越來(lái)越多的人工智能導(dǎo)師和助手正在進(jìn)入學(xué)習(xí)領(lǐng)域。這些工具中的大多數(shù)是聊天機(jī)器人，它們利用基于大量數(shù)據(jù)訓(xùn)練的大型語(yǔ)言模型來(lái)理解學(xué)生的詢(xún)問(wèn)，并通過(guò)一系列靈活和有針對(duì)性的學(xué)習(xí)輔助進(jìn)行對(duì)話式回應(yīng)。這些機(jī)器人可以生成測(cè)驗(yàn)，總結(jié)復(fù)雜閱讀中的關(guān)鍵點(diǎn)，提供代數(shù)方程的逐步圖形，并對(duì)論文的初稿提供反饋，以及其他任務(wù)。

有些工具是針對(duì)特定學(xué)科的，例如 Writable 和 Photomath，而其他工具則提供更多通用輔導(dǎo)，例如 Socratic（由 Google 創(chuàng)建）和 Khanmigo（由 OpenAI 和可汗學(xué)院（一家在線課程非營(yíng)利提供商）創(chuàng)建的人工智能協(xié)作工具涵蓋一系列學(xué)術(shù)科目。

隨著工具激增，它們的能力不斷提高，只有相對(duì)較少的觀察者認(rèn)為教育可以保持不使用人工智能。與此同時(shí)，即使是最堅(jiān)定的技術(shù)樂(lè)觀主義者也不愿說(shuō)教學(xué)最好留給機(jī)器人。這場(chǎng)爭(zhēng)論的焦點(diǎn)是人工教學(xué)與技術(shù)的組合。

對(duì)人工智能的懷疑通常集中在學(xué)生使用該技術(shù)偷工減料，以及人工智能產(chǎn)生幻覺(jué)或急于回答每一個(gè)問(wèn)題的傾向上。后一種擔(dān)憂可以通過(guò)編程機(jī)器人等措施來(lái)緩解（盡管沒(méi)有消除），這些機(jī)器人可以根據(jù)經(jīng)過(guò)審查的課程材料做出回應(yīng)。然而，在有效教學(xué)的核心，人工智能面臨的一個(gè)更棘手的挑戰(zhàn)卻很少受到關(guān)注：吸引和激勵(lì)學(xué)生。

Nitta認(rèn)為，人類(lèi)交流有一些“深刻的意義”，它可以讓有血有肉的老師實(shí)時(shí)快速發(fā)現(xiàn)并解決諸如困惑和興趣減弱等問(wèn)題。

他和其他技術(shù)和教育專(zhuān)家一樣，認(rèn)為人工智能的最佳用途是增強(qiáng)和擴(kuò)大教師的影響力，這一愿景的實(shí)現(xiàn)有不同的形式。例如，Origin 的目標(biāo)是讓教師更輕松地與學(xué)生互動(dòng)，同時(shí)瀏覽應(yīng)用程序和其他數(shù)字教材。教師不再坐在電腦旁，而是可以在課堂上走動(dòng)并與學(xué)生互動(dòng)，甚至是與那些希望消失在后面的學(xué)生。

教育界的其他人正試圖通過(guò)使用人工智能來(lái)幫助培訓(xùn)導(dǎo)師，進(jìn)行更富有成效的學(xué)生互動(dòng)，或者通過(guò)增加導(dǎo)師可以接觸的學(xué)生數(shù)量來(lái)實(shí)現(xiàn)這一愿景。最終，這些專(zhuān)家設(shè)想了一種伙伴關(guān)系，在這種伙伴關(guān)系中，人工智能不被要求充當(dāng)老師，而是要增強(qiáng)人類(lèi)已經(jīng)在做的工作的能力。

提高參與度

上個(gè)學(xué)年，Origin 由該國(guó)數(shù)千名教師進(jìn)行了試點(diǎn)，其中包括Thompson和羅恩·克拉克學(xué)院的其他三名教師。南亞特蘭大私立學(xué)校為大多數(shù)低收入學(xué)生提供大量學(xué)費(fèi)補(bǔ)貼，該學(xué)校位于一座磚砌倉(cāng)庫(kù)中，經(jīng)過(guò)翻修，看起來(lái)像一座低矮的霍格沃茨學(xué)校，里面有一座精致的鐘樓和一條棲息在主入口上方的帶翼龍。

當(dāng)Thompson在他的學(xué)生中走動(dòng)時(shí)，他揮舞著一個(gè)帶有按鈕激活麥克風(fēng)的細(xì)長(zhǎng)遙控器，他用它來(lái)命令人工智能軟件。首先，Thompson告訴人工智能啟動(dòng)智能板上彈出的三分鐘計(jì)時(shí)器。然后他開(kāi)始快速提出上一課中的復(fù)習(xí)問(wèn)題，例如“風(fēng)的成因是什么？”當(dāng)學(xué)生記不住細(xì)節(jié)時(shí)，Thompson要求人工智能顯示地球表面不均勻加熱引起的氣流示意圖。

有一次，他在討論平流層時(shí)爬上學(xué)生的工作臺(tái)，聲稱(chēng)（不準(zhǔn)確地）平流層是大多數(shù)天氣發(fā)生的地方，只是為了看看是否有學(xué)生發(fā)現(xiàn)了他的錯(cuò)誤（幾名學(xué)生提醒他，天氣發(fā)生在對(duì)流層）。然后，他創(chuàng)造了一個(gè)新的計(jì)時(shí)器，并通過(guò)讓人工智能助手找到一部關(guān)于淡水和咸水生態(tài)系統(tǒng)的短片，開(kāi)始了一節(jié)關(guān)于水的課。當(dāng)Thompson在課堂上走動(dòng)時(shí)，他偶爾會(huì)暫停視頻，并向?qū)W生詢(xún)問(wèn)新內(nèi)容。

關(guān)于學(xué)生參與的研究，包括 2018 年《社會(huì)行為與人格》雜志和 2020 年《澳大利亞教師教育雜志》發(fā)表的研究評(píng)論，已經(jīng)表明了其對(duì)學(xué)業(yè)成功的重要性。Nitta 說(shuō)，雖然人工智能有很多優(yōu)勢(shì)，但“它不太擅長(zhǎng)激勵(lì)你繼續(xù)做你不太感興趣的事情。”

“房間里所有這些聊天機(jī)器人的‘大象‘是，有人會(huì)與它們互動(dòng)多久？”他說(shuō)。他聲稱(chēng)，在Watson的試驗(yàn)中，學(xué)生們忽視了Watson與他們互動(dòng)的嘗試。

Khanmigo 推出后不久，在2023 年春季的 TED 演講中，可汗學(xué)院創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官薩爾·汗 (Sal Khan) 指出，在研究的教育干預(yù)措施中，輔導(dǎo)對(duì)學(xué)生表現(xiàn)的影響最大。但現(xiàn)實(shí)是，沒(méi)有足夠的導(dǎo)師，也沒(méi)有足夠的錢(qián)來(lái)支付他們的費(fèi)用。

2016年，Khan Academy首席學(xué)習(xí)官Kristen DiCerbo是教育出版商培生集團(tuán)的學(xué)習(xí)研究和設(shè)計(jì)副總裁，當(dāng)時(shí)培生集團(tuán)與IBM合作開(kāi)發(fā)Watson，她將Watson描述為“一種不同的技術(shù)”——非常依賴(lài)腳本化的反應(yīng)，與學(xué)生可以與生成性人工智能進(jìn)行的無(wú)腳本交互形成鮮明對(duì)比。

Khanmigo 不會(huì)直接回答學(xué)生的問(wèn)題，而是從問(wèn)題本身開(kāi)始，例如詢(xún)問(wèn)學(xué)生是否有關(guān)于如何找到答案的想法。然后，它通過(guò)提示和鼓勵(lì)逐步引導(dǎo)他們找到解決方案。

盡管可汗學(xué)院有著為地球上每個(gè)學(xué)生提供“令人驚嘆的”私人導(dǎo)師的廣闊愿景，但DiCerbo為Khanmigo分配了一個(gè)有限的教學(xué)角色。她說(shuō)，當(dāng)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)一項(xiàng)技能或概念，卻陷入了認(rèn)知困境或陷入困境時(shí)，“我們希望幫助學(xué)生擺脫困境。”

上個(gè)學(xué)年，約有10萬(wàn)名學(xué)生和教師在全國(guó)各地的學(xué)校試用了Khanmigo，幫助標(biāo)記機(jī)器人產(chǎn)生的任何幻覺(jué)，并為DiCerbo和她的團(tuán)隊(duì)提供了大量的學(xué)生機(jī)器人對(duì)話供其分析。

“我們尋找諸如總結(jié)、提供提示和鼓勵(lì)之類(lèi)的東西，”她解釋道。

Khanmigo 在多大程度上縮小了人工智能的參與差距尚不清楚。據(jù) DiCerbo 稱(chēng)，可汗學(xué)院計(jì)劃在今年夏天晚些時(shí)候發(fā)布一些有關(guān)學(xué)生與機(jī)器人交互的摘要數(shù)據(jù)。第三方研究人員評(píng)估導(dǎo)師對(duì)學(xué)習(xí)影響的計(jì)劃，將需要更長(zhǎng)的時(shí)間。

人工智能反饋是雙向的

自 2021 年以來(lái)，非營(yíng)利組織 Saga Education 也一直在嘗試人工智能反饋，以幫助導(dǎo)師更好地吸引和激勵(lì)學(xué)生。Saga 團(tuán)隊(duì)與孟菲斯大學(xué)和科羅拉多大學(xué)的研究人員合作，于 2023 年進(jìn)行了試點(diǎn)，將數(shù)學(xué)輔導(dǎo)課程的成績(jī)單輸入到人工智能模型中，該模型經(jīng)過(guò)訓(xùn)練可以識(shí)別導(dǎo)師何時(shí)提示學(xué)生解釋推理、完善答案或發(fā)起更深入的討論。人工智能分析了每位導(dǎo)師采取這些步驟的頻率。

他們?cè)趲字軆?nèi)跟蹤了大約 2,300 個(gè)輔導(dǎo)課程，發(fā)現(xiàn)使用人工智能反饋的導(dǎo)師在課程中加入了更多這樣的提示，以鼓勵(lì)學(xué)生參與。

雖然 Saga 正在考慮讓人工智能直接向?qū)熖峁┮恍┓答仯@樣做還是很謹(jǐn)慎，因?yàn)?Saga Education 產(chǎn)品研發(fā)副總裁 Brent Milne 表示，“有一位人類(lèi)導(dǎo)師參與其中對(duì)我們來(lái)說(shuō)非常有價(jià)值”。

專(zhuān)家預(yù)計(jì)人工智能在教育中的作用將會(huì)增強(qiáng)，其互動(dòng)將繼續(xù)變得越來(lái)越人性化。今年早些時(shí)候， OpenAI和初創(chuàng)公司 Hume AI 分別推出了“情感智能”人工智能，可以分析語(yǔ)氣和面部表情，以推斷用戶(hù)的情緒，并以經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的“同理心”做出反應(yīng)。然而，布朗大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)教授、美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)信息和智能系統(tǒng)部門(mén)主任邁克爾·利特曼Littman表示，即使是高情商的人工智能也可能在學(xué)生參與方面表現(xiàn)不佳。

他表示，無(wú)論對(duì)話多么人性化，學(xué)生都能從根本上理解人工智能并不真正關(guān)心他們，他們?cè)趯?xiě)作中要說(shuō)什么，或者他們是否通過(guò)或不通過(guò)科目。反過(guò)來(lái)，學(xué)生們永遠(yuǎn)不會(huì)真正關(guān)心機(jī)器人及其想法。《學(xué)習(xí)與教學(xué)》雜志6月份的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，人工智能已經(jīng)可以為學(xué)生的論文提供良好的反饋。目前尚不清楚的是，如果人工智能成為學(xué)生作品的主要受眾，學(xué)生們是否還會(huì)投入關(guān)注和精力。

“學(xué)習(xí)中的人際關(guān)系部分具有令人難以置信的價(jià)值，”Littman認(rèn)為，“當(dāng)你把人類(lèi)排除在外時(shí)，就會(huì)失去一些東西。”

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